immunologia

PROCESSAZIONE DEGLI ANTIGENI PROTEICI

è un processo i cui meccanismi hanno lo scopo di produrre peptidi delle giuste dimensioni che

possono essere legati dalle MHC.

In genere antigeni presenti nel citosol danno origine a peptidi che vengono legati da MHC di classe

I e che sono riconosciuti da T CD8+, mentre le proteine extracellulari che vengono internalizzati

nelle vescicole delle ACP in genere danno origine a peptidi che legano MHC di classe II e che sono

riconosciute da TCD4+. Questo è dovuto al fatto che in genere le proteine che vengono degradate

nei proteasomi sono quelle che vengono date a MHC di classe I e in genere derivano da vie

intracellulari. Nel caso dei peptidi legati alle MHC di classe II invece, questi vengono da proteine

extracellulari che sono state degradate negli endo-lisosomi.

→ classe I = TAP e tapasina

→classe II = catena invariante

cross presentazione = alcune DC sono in grado di catturare e ingerire cellule infettate da virus o

cellule tumorali e di presentarne gli antigeni ai T CD8+ vergini. Da qui il nome per indicare che una

determinata cellula può presentare antigeni che derivano da un'altra e attivare linfociti T. Ciò non è

in contraddizione con quanto appena detto, infatti, in questo caso gli antigeni ingeriti sono degradati

nei proteasomi, motivo per cui possono essere associati a MHC di classe I.

Nota: le proteasi generano diversi peptidi a partire da proteine complesse ma la risposta immunitaria

sarà specifica solo verso alcuni di essi, gli epitopi immunodominanti. L'applicazione di questo

fenomeno è la progettazione di vaccini.

Esistono poi delle classi di linfociti T che non richiedono l'intervento delle MHC: i NKT e i Tγδ. Le

cellule NKT riconoscono lipidi e glicolipidi espressi da MHC non classiche. I Tγδ sono una

popolazione poco numerosa che esprimono recettori simili a quelli dei CD4+ e CD8+. Riconoscono

come antigeni proteine e lipidi, molecole fosforilate e alchilamine.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

la cascata di traduzione del segnale è innescata di solito dall'aggregazione delle proteine recettoriali,

cross linking, o dalla modificazione conformazionale del recettore stesso in seguito al legame con il

ligando. Un evento molto comune che si verifica inizialmente è la fosforilazione di un residuo di

tirosina, serina o treonina presenti nella porzione citosolica di un recettore o di una proteina

adattatrice.

I recettori vengono divisi in base al meccanismo di trasduzione del segnale e alle reazioni

biochimiche che usano in:

tirosine chinasi non recettoriali

• recettori tirosin chinasici

• recettori nucleari

• recettori accoppiati alle proteine G

• altre classi

•

Recettori dei linfociti T

il recettore dei TCD4+ e CD8+ ristretti per MHC è un eterodimero composto da due catene

(chiamate α e β) polipeptidiche trasmembrana, unite da un ponte S-S tra cisteine extracellulari.

Questi linfociti sono perciò detti αβ. Altri sono detti γδ poiché hanno il recettore formato da due

catene: una δ e una γ. Entrambe le catene sono formate da un dominio Ig variabile all'estremità N-

terminale, un dominio Ig costante, da una regione idrofobica transmembrana e da una breve

sequenza citoplasmatica. →in pratica la regione extracellulare è simile al dominio Fab degli

anticorpi.

Le regioni V sono quelle che determinano la complementarietà e 3

di esse della catena α e 3 della β formano la regione che riconosce in

modo specifico i complessi MHC-peptide.

Associate in modo non covalente alle porzioni transmembrana si

hanno le proteine CD3 e ζ che formano il complesso del recettore

che trasduce il segnale. La proteina CD3 in realtà è formata da tre

proteine, le quali contengono tutte un dominio Ig e quindi

appartengono alla superfamiglia delle Ig.

→complesso del recettore = dimero αβ + eterodimero CD3 γε +

eterodimero CD3 δε + omodimero ζζ

Quando il TCR lega il complesso MHC-peptide i corecettori (CD4 e

CD8) si aggregano ad esso e ciò permette la fosforilazione delle

tirosine dei motivi ITAM. Da essa ha inizio la cascata di traduzione

del segnale.

Corecettori= CD4 e CD8 sono glicoproteine transmembrana appartenenti alla superfamiglia delle

Ig. CD4 è un monomero espresso dai T periferici e dai timociti e in quantità minore è presente

anche sui fagociti mononucleati e su alcune DC. Esso presenta 4 domini Ig extracellulari, una

regione idrofobica transmembrana e una coda citoplasmatica altamente basica. I domini Ig N

terminali legano i domini non polimorfi delle MHC di classe II.

CD8 è invece espresso nella maggior parte delle cellule come eterodimero formato da due catene

chiamate CD8α e CD8β che sono legate da ponti S-S. Ognuna di esse ha un solo dominio Ig

extracellulare, una regione idrofobica trasmembrana e una coda citoplasmatica altamente basica. Il

suo dominio Ig terminale si lega alle regioni non polimorfe delle MHC di classe I.

Le code citoplasmatiche presenti su entrambi i recettori svolgono un ruolo molto importante: legano

una chinasi della famiglia Src, la quale fosforila le sequenze ITAM di CD3 e ζ permettendo l'inizio

della trasduzione del segnale.

→sinapsi immunologica = è la regione di contatto del linfocita T con l'APC. In questo punto, una

volta avvenuto il contatto tra TCR e complesso MHC-peptide, si ha il reclutamento di diverse

proteine di membrana e citoplasmatiche.

Recettori dei linfociti B

sono degli anticorpi (IgM e IgD) transmembrana associati a due catene, α e β, responsabili della

trasduzione del segnale. Gli anticorpi vengono scambiati con IgG, IgA o IgE in quelle cellule B che

hanno effettuato lo scambio isotipico.

L'antigene innesca la trasduzione del segnale inducendo l'aggregazione del complesso recettoriale.

Le catene legate agli anticorpi presentano domini ITAM il cui meccanismo di attivazione è molto

simile a quello dei TCR.

Inoltre i linfociti B esprimono un recettore, CD21, per la proteina C3d del complemento. In questo

modo l'attivazione dei B risulta potenziata con un meccanismo che fa da tramite tra l'immunità

innata e la specifica umorale.

ESPERIMENTI

Studi di cristallografia sono stati effettuati su siero di pazienti con mieloma o, in seguito, su Ab

monoclonali. Su ibridomi producenti anticorpi monoclonali contro l’albumina è stato possibile

clonare il gene dell’anticorpo ed introdurre mutazioni puntiformi. Questi studi hanno permesso di

verificare che nell’anticorpo monoclonale D1.3 (anti lisozima di pollo) la struttura cristallografica

dell’Ab nel complesso immune non cambiava rispetto all’Ab puro (confermando il modello chiave

serratura).

Il legame antigene-anticorpo era mediato da 17 residui di AA dell’anticorpo e 16 residui di AA

dell’antigene. Dei 17 AA dell’anticorpo 6 appartenevano alle CDR della catena leggera, 9 alle CDR

della catena pesante, 2 non appartenevano alle CDR. I 16 AA dell’antigene non erano consecutivi, e

quindi appartenevano ad un epitopo conformazionale.

In generale una piccola parte degli anticorpi policlonali prodotti contro una proteina riconosce

anche frammenti proteolitici. È vero anche il contrario, cioè una piccola parte degli Ab prodotti

contro frammenti di una proteina riconosceranno anche la proteina intatta, ed in questo caso

riconosceranno una sequenza lineare della proteina. Anche i frammenti peptidici vengono

riconosciuti in maniera non sequenziale, quindi in ultima analisi tutti gli epitopi sono

conformazionali.

MATURAZIONE DEI LINFOCITI

questo processo consiste in una serie di eventi che avvengono negli organi linfoidi primari:

1. orientamento dei progenitori

2. proliferazione

3. riarrangiamento dei geni del recettore per l'antigene

4. eventi atti a selezionare le cellule funzionanti e a eliminare quelle potenzialmente dannose

5. differenziazione dei B e dei T in sottopopolazioni distinte per fenotipo e funzioni

FOLLICOLARI CD4+ HELPER

linfocitI B DELLA ZONA MARGINALE LINFOCITI T NKT

B-1 γδ

CD8+αβCITOTOSSICI

Le cellule staminali pluripotenti del fegato fetale e del midollo osseo sono note come cellule

staminali ematopoietiche e danno origine a tutte le cellule circolanti, inclusi i linfociti.

In genere le HSC epatiche fetali danno origine ai B-1 e ai T γδ mentre le midollari danno origine

alla maggior parte dei B circolanti e ai T αβ. I precursori dei T vengono portati nel timo dove

proseguono il loro processo di maturazione.

L'indirizzamento verso la linea B o T è determinato dall'attivazione di recettori di membrana che

inducono l'espressione di specifici fattori di trascrizione. Ad esempio i fattori Notch-1 e GATA-3

dirigono la differenziazione dei linfociti specificatamente verso la linea T, mentre i fattori EBF, E2A

e Pax-5 inducono l'espressione di geni coinvolti nello sviluppo dei B.

Le cellule progenitrici già indirizzate verso le distinte linee differenziative proliferano prima in

risposta alle citochine, e quindi, in risposta a segnali generati da un recettore pre-antigene che

seleziona quelle cellule che hanno riarrangiato correttamente il primo gruppo di geni per il

recettore.

Durante lo sviluppo sono presenti numerosi checkpoints che assicurano che solo le cellule che si

sono differenziate correttamente proseguano nel processo di maturazione. Uno di questi punti di

controllo riguarda la corretta espressione di una delle due catene per l'antigene, e successivamente il

corretto assemblaggio e il funzionamento del recettore completo. I punti successivi hanno lo scopo

di eliminare i linfociti autoreattivi oppure di indirizzarli verso specifiche forme di differenziazione.

I pre-BCR contengono solo la catena pesante Ig μ mentre i pre-TCR hanno solo la catena β.

Il processo che salvaguarda i linfociti dotati di specificità utile è detto selezione positiva ed è

strettamente connesso con il processo di differenziazione dei linfociti nelle varie sottopopolazioni.

Nel caso dello sviluppo dei T questo processo garantisce che maturino solo le cellule che sono

dotate di recettori e di corecettori in grado di riconoscere le molecole MHC.

La selezione negativa invece, è il processo che elimina o modifica i linfociti che hanno recettori che

riconoscono con elevata affinità il self. I T che presentano tale affinità vengono eliminati tramite

una forma di apoptosi detta delezione clonale. I B invece, possono essere indotti a riarrangiare le

loro Ig al fine di modificare tale specificità (editing recettoriale) e se il risultato ottenuto non è

ancora ottimale vengono eliminati anch'essi per delezione clonale.

PRE-BCR → μ SELEZIONE + sopravvivenza

SELEZIONE - EDITING RECET